高中生物选修3学案 第1章 基因工程

1、1DNA重组技术的基本工具

课标要求

简述基因工程的原理和技术

能力要求

1）通过学习DNA重组技术的基本工具，模拟制作重组DNA模型，初步掌握基因工

程的基本方法提高动手能力

2）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。

3）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比.较、判断、

推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能

力。

知识网络体系

来源：主要从原核生物中分离

功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核甘酸序列，

限制性内切酶J并使每一条链中特定部位的两个核甘酸之间的磷

（分子手术刀）酸二酯键断开。

I切割后的DNA末端：［黏性末端

t平末端

「功能：.将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子

《DNA连接酶，T4DNA连接酶：既能“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,

（分子缝合针［种类［也能“缝合”双链DNA的平末端

I•coliDNA连接酶：只能将双链片段互补的黏性末端连接

r能在宿主细胞中保存下来并大量复制

C条件J有一个至多个限制酶切割点，

,基因进入受体细胞的载体JL有特殊的遗传标记基因，便于筛选。

（分子运输车）Lr质粒（常用）

种类入噬菌体的衍生物

L动植物病毒

重难热点归纳

限制性内切酶的功能

黏性末端和平末端

DNA连接酶与DNA聚合酶的区别

载体必须具备的条件

质粒与质体的区别

常用的载体

经典例题剖析

下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（）

GAATTC

IIIII—

cTTAAG

A.CTTAAG,切点在C和T之间B.CTTAAG,切点在G和A之间

C.GAAT,TC,切点在G和A之间.D.CTTAAC,切点在C和T之间

【解析】由图不难看出该限制酶识别的碱.基序列是GAATTC,切点是G与A之间。

答案C

基础试题训练

1.在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指（）

A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶B.噬菌体、质粒、DNA连接酶

C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒

2..不属于质粒被选为基因运载体的理由是（）

A.能复制B.有多个限制酶切点C.具有标记基因D.它是环状DNA

3.下列四条DNA分子，彼此间间具有粘性末端的一组是（）

J--TAGG—I—I—I---GGTA

①②

—I--TACC

CAT

④

A.①②B.②③C.③④D.②④

4.质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是

①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA⑥环状DNA

⑦能“友好”地“借居”

A.①③⑤⑦B.①④⑥

C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦

5.有关基因工程的叙述中，错误的是（）

A.DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来

B.限制性内切酶用于目的基因的获得

C.目的基因须由载体导入受体细胞

D.人工合成目的基因不用限制性内切酶

6.实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性

内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，

这是应用了酶的（）

A.高效性B.专一性

C.多样性D.催化活性受外界条件影响

7.人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素,抗性基因，该抗性基因的主要作用是

A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性

B.有利于对目的基因是否导入进行检测

C.增加质粒分子的分子量

D.便于与外源基因连接

8.下列属于基因运载体所必须具有的条件是（多选）（）

A、具有某些标志基因

B、具有环状的DNA分子

C、能够在宿主细胞内复制

D、具有多种限制性内切酶

9.下列哪些可作为基因工程技术中常用的基因运载工具（多选）（）

A.大肠杆菌B.质粒

C.动物病毒D.线粒体

10.在重组DNA技术中，不常用到的酶是

A、限制性内切酶B、DNA聚合酶

C、DNA连接酶D、反转录酶

11.多数限制性核酸内切酶切割后的DNA末端为

A、平头末端.B、3突出末端C、5突出末端D、粘性末端

12.在基因工程中通常所使用的质粒是

A、细菌的染色体DNAB、细菌染色体外的DNA

C、病毒染色体DNAD、噬菌体DNA

13.（2006深圳一模考题）研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内，

以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：.A是抗链霉素基因，B是抗氨

芳青霉素基因，且目的基因不插入到基因A、B中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，

则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该

A、仅有链霉素B、仅有氨革青霉素

C、同时有链霉素和氨革青霉素D、无链霉素和氨革青霉素

14.（05全国I）镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这

种碱基序列改变必须使用的酶是

A.解旋酶B.DNA连接酶C.限制性内切酶D、RNA聚合酶

创新应用训练

1.番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促

进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。这种转基因

番茄已于1993年在美国上市，请回答：

(1)促进果实成熟的重要激素是o

(2)在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是,基因的“针

线“是，基因的”运输工具“是o

(3)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点

是、和O

2、(05天.津理综)限制性内切酶I的识别序列和切点是一G’GATCC—,限制性内切酶II的

识别序列和切点是一,GATC一。在质粒上有酶I的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶

II的切点。

(1)请画出质粒被限制酶I切割后所形成的黏性末端。

(2)请画出目的基因两侧被限制酶H切割后所形成的黏性末端。

(3)在DNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？

1、2基因工程的基本操作程序

课标要求

简述基因工程的原理和技术

能力要求

(1)通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。

(2)通过对基因工程的基本操作程序的学习，使学生在理解步骤的同时，举一反三，

对于其他基因工程操作实例做到能理解、能介绍，从而培养学生对相关知识的理解能力及良

好的语言表达能力。

(3)通过引导学生在网上的探究活动，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集

和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

知识网络体系

目的基因：指编码蛋白质结构基因

「基因文库

「从基因文库中获取1基因组文库

目的基因的获取方法部分基因文库

人工合成

PCR：是一项在生物体外复制特定

DNA片段的核酸合成技术。

利用PCR技术扩增目的基因，目的：获取大量的目的基因

原理：DNA复制

I过程

r目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代,

基因表达载体的构图并使目的基因能够表.达和发挥作用。

（基因工程的核心）］「目的基因：

1基因表达载体的组成：J启动子：

终止子：

,标记基因：

r转化：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定

和表达的过程

jr农杆菌转化法

r导入植物细胞的方法J基因枪法

将目的基因导入受体细胞I方法:，L花粉通道法

j导入动物细胞的方法：显微注射技术

I导入微生物的方法：

一检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因

检测］方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物DNA）

目的基因的检测和鉴定］检测目的基因是否转录

方法:分子杂交技术（DNA探针+转基因生物mRNA）

检测目的基因是否翻译成蛋白质

抗原一抗体杂交

鉴定：对生物进行个体水平的鉴定

重难热点归纳

提取目的基因的方法

目的基因导入受体细胞的途径。

知识拓展

1.外显子与内含子

一般来说，结构基因都是由外显子和内含子组成，但是，外显子和内含子的关系不是

完全固定不变的。有时同一条DNA链上的某一段DNA序列，当它作为编码某多肽链的基因

时是外显子，而作为编码另一多肽链的基因时，.则是内含子，结果是同一基因可以同时转

录为两种或两种以上的mRNAo

2.原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点

原核细胞的基因真核细胞的基因

不同点编码区连续；结构简单编码区有间隔，不连续；结构复杂

都有编码区和非编码区；编码区都有调控遗传信息表达的核甘酸序列；编

相同点

码区上游都有与RNA聚合酶结合的位点

3.获取目的基因的方法

r从基因文库中获取

i鸟枪法

L人工合成

提取目的基因的途径

人工合成基因（真核细胞）

从供体细胞的DNA中

直接分离基因，------------------------"-------------、

方法：鸟枪法反转录法木睡己女噗基酸序列合成DNA

①鸟枪法的过程：②反转录法的过程:③木睡已知氨基酸序列合成DNA的过程:

蛋白质的氨基酸序列

供体细胞中DNA目的基因的砥NA

j艮制酶

反转录

刖AeWaw列

许多片段

DNA单链DNA

］推测

及入卜成

运嬴结因/核昔酸序列

双链DNA（即目的基因）

产入化学合成

目矗1因

受郴田胞

，卜源DM增

产生特定性状

［分离

目矗因

3.目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）

质&DNA分子

--------------------------------

一种限制酶处理

、＜

一个切口两个切口

两个黏性末端获得目的基因

1|DNA连接.

重组DNA分子□£组质粒）

4.将目的基因导入受体细胞

受体细胞：细菌

I氯化钙

细胞壁的通透性增大

重组质粒进入受体细胞

目的基因随受体细胞的繁殖而复制

经典例题剖析

［例1］下列有关基因工程技术的正确叙述是

A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体

B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核甘酸序列

C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快

D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达

【解析】基因操作的工具有限制酶、连接酶，一种限制酶只能识别特定的核甘酸序列。

运载体是基因的运输工具，目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说

明目的基因完成了表达，基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物,

选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。

【答案】C

［例2］应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到探测疾病的目

的。基因探针是指

A.用于检测疾病的医疗器械

B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子

C.合成B一球蛋白的DNA

D.合成苯丙羟化酶DNA片段

【解析】基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA作探针，利用DNA分子

杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。

基础试题训练

1、构建基因组DNA文库时，首先雷分离细胞的

A、染色体DNAB、线粒体DNAC、总mRNAD、tRNA

2.在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核昔酸对，其中腺喋岭脱氧核昔酸是

460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在一扩增仪中应放入胞喀咤脱氧核昔酸的个数是

（）

A.540个B.8100个C.17280个D.7560个

2.在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（）

A.结构简单，操作方便B.遗传物质含量少

C.繁殖速度快D.性状稳定，变异少

3.因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检

测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因，正确的操作顺序是（）

A.③②④①B.②④①③C.④①②③D.③④①②

4.工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互

补配对的步骤是（）

A.人工合成基因B.目的基因与运载体结合

C.将目的基因导入受体细胞.D.目的基因的检测和表达

5.就分于结构而论，质粒是

A、环状双链DNA分子B、环状单链DNA分于

C、环状单链RNA分子D.、线状双链DNA分子

6.聚合酶链反应可表示为

A、PECB、PERC、PDRD、PCR

7.在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是

A、化学合成法..B、基因组文库法

C、cDNA文库法D、聚合酶链反应

8.有关基因工程的叙述正确的是（）

A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用

B.重组质粒的形成在细胞内完成

C.质粒都可作运载体

D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料

9.不属于目的基因与运载体结合过程的是（）

A.用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端

B.用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端

C.将重组DNA导入受体细胞中进行扩增

D.将切下的目的基因插入到质粒切口处

10.科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙

述错误的是

A.采用反转录的方法得到的目的基因

B.基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的

C.马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞

D.用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA,可产生黏性末端而形成重组DNA

分子

11.基因工程常用的受体细胞有

①大肠杆菌②枯草杆菌③支原体④动植物细胞

A.①②③④B.①②③

C.②③④D.①②④

12.用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是

A.与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较

B.与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合

C.与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交

D.A、B、C三种方法均可

13.1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌,

并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌（）

A.能进行DNA复制B.能传递给细菌后代

C.能合成生长抑制素释放因子D.能合成人的生长素

14.在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于（）

A.目的基因的提取和导入

B.目的基因的导入和检测

C.目的基因与运载体结合和导入

D.目的基因的提取和与运载体结合

15、（05广东）以下有关基因工程的叙述，正确的是

A.基因工程是细胞水平上的生物工程

B.基因工程的产物对人类全部是有益的

C.基因工程产生的变异属于人工诱变

D.基因工程育种的优点之一是目的性强

16.（多选）一个基因表达载体的构建应包括（）

A.目的基因B.启动子C.终止子D.标记基因

创新应用训练

1、在药品生产中，有些药品如干扰素，白细胞介素，凝血因子等，以前主要是从生

物体的组织、细胞或血液中提取的，由于受原料来源限制，价价十分昂贵，而且产量低，

临床供应明显不足。自70年代遗传工程发展起来以后，人们逐步地在人体内发现了相应

的目的基因，使之与质粒形成重组DNA,并以重组DNA引入大肠杆菌，最后利用这些

工程菌，可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品，请分析回答：

（1）在基因工程中，质粒是一种最常用的,它广泛地存在于细菌

细胞中，是一种很小的环状分子。

（2）在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中，一般要用到的工具酶是

和O

（3）将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后，能在细菌细胞内直接合成“某激素”，

则该激素在细菌体内的合成包括和两个阶段。

（4）在将质粒导入细菌时，一般要用处理细菌，以增

大O

2、下图是将人类的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用的

载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因，质粒导入细菌B后，

其上的基因能得到表达。请回答下列问题：（注：质粒中的a点即是四环素抗性基因的存

在位置，又是与目的基因的.结合点；斜线部分为抗氨苇青霉素基因）

(1)人工合成目的基因的途径一般有哪两条?

(2)，如何将目的基因和质粒结合成重组质粒？

(3)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上

有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A,只有极少数导入的是重组质粒。可通过

以下步骤鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒；将得到的细菌涂布在一个含有氨

茉青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A和重组质粒的细菌，反之则没导入。

使用这种方法鉴别的原因是什么？

.(4)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基

上培养，发生的现象是什么？

(5)导入细菌B细胞的目的基因成功表达的标志是什么？

3、科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽抱杆菌中提取出抗虫基因，“放入”

棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：

(1)从苏云金芽抱杆菌中切割抗虫基因所用的工具是，此工具主要存在

于中，其特点是o

(2)苏云金芽抱秆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟

枪法”。具体做法是：用酶将苏云金芽抱杆菌的切成许多片段，

然后将这些片段,再通过转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大

量____________,从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把分离出来。

(3)进行基因操作一般要经过的四个步骤

7H、、、•o

1、3基因工程的应用

课标要求

基因工程的原理和技术

2、能力要求

1)通过引导学生在网上的探究活动，改变学生传统的学习方式，引导学生主动参与，

乐于,探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的

能力及交流与合作的能力。

2)通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开

阔学生的思路，培养学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。

3)尝试运用基因工程原理，提出解决某一生产、生活上实际问题的方案，

知识网络体系

r抗虫转基因植物

\抗病转基因植物

（转基因植物］抗虫逆转基因植物

I改良植物品质

「提高动物生长速度

I改善畜产品的品质

转基因动物］用转基因动物生产药物

L用转基因动物作器官移植的供体

基因工程药物

I基因治疗

重难热点归纳

基因工程的应用成果

「转基因植物

转基因动物

］基因工程药物

、基因治疗

转基因食品：

转基因食品是通过遗传工程改变植物种子中的脱氧核糖核酸，然后把这些修改过

的再复合基因转移到另一些植物种子内，从而获得在自然界中无法自动生长的植物物种。上

世纪80年代末，科学家们开始把10多年分子研究的成果运用到转基因食品上，1995年成

功地生产出抗杂草黄豆，并在市场上出售。又经过7年的努力，现在他们利用基因技术已批

量生产出抗虫害、抗病毒、抗杂草的转基因玉米、黄豆、油菜、土豆、西葫芦等。目前，转

基因食品的主要产地是美国、加拿大、欧盟、南非、阿根廷等。

转基因食品安全评价：

随着转基因技术向农业、食品和医药领域的不断渗透和迅速发展，转基因食品安全性现

成为全球关注的热点问题之.一

经典例题剖析

1.不属于基因工程方法生产的药物是

A.干扰素B.白细胞介素

C.青霉素D.乙肝疫苗

【解析】基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、

人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。

.【答案】C

基础试题训练

1.若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（）

A.减少氮肥的使用量，降低生产成本B.减少氮肥的使用量，节约能源

C.避免氮肥过多引起环境污染D.改良土壤结构

2.基因治疗是指（）

A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的

B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的

C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常

D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的

3.疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（）

A.口服化学药物B.注射化学药物

C.采用基因疗法替换致病基因D.利用辐射或药物诱发致病基因突变

4.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大

大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因

动物是指（）

A.提供基因的动物B.基因组中增加外源基因的动物

C.能产生白蛋白的动物D.能表达基因信息的动物

5.在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的

作用是（）

A.为形成杂交的DNA分子提供能量

B.引起探针DNA产生不定向的基因突变

C.作为探针DNA的示踪元素

D.增加探针DNA的分子量

6.诊断苯丙酮尿症所用的探针是（）

A.32P半乳糖甘转移酶基因B.荧光标记的苯丙氨酸竣化酶

C.荧光标记的B一珠蛋白基因D.3H苯丙氨酸竣化酶基因

7.基因工程生产胰岛素的主要原因是（）

A.工艺简单，容易操作B.生产量大，价格较低

C.所生产的胰岛素可以用于口服D.所生产的胰岛素疗效大大提高

8.75年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的，“超级细菌”，下列关于

此种细菌的说法正确的是（）

A.与一般细菌相比它体积特别巨大B.它是现在唯一能分解石油的细菌

C.它同时能分解石油中的四种烧类D.与一般细菌相比，它繁殖速度极快

9.下说法正确的是（）

A.所有的限制酶只能识别一种特定的核甘酸序列

B.质粒是基因工程中惟一的运载体

C.运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接

D.基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复

10.用于鉴定转化于细胞是否含.重组DNA的最常用方法是

A、抗药性选择B、分于杂交选择

C、RNA反转录D、免疫学方法

11、（05江苏）能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是

A.单倍体育种B.杂交育种C.基因工程育种D.多倍体育种

1.2.下列育种需要使用生物工程技术的是（多选）（）

高产青霉素菌株B.能分泌含抗体的乳汁的母牛

C.生长较快的鲤鲫鱼D.利于贮藏的白菜一甘蓝

13.下列关于基因工程成果的概述，正确的是（多选）（）

在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病

在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物

在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物

在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化

14、用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于(多选)()

A.克隆技术可以快速繁殖优良形状,的家畜

B.现代转基因生物技术可以迅速改变生物的基因组成

C.现代生物技术可以迅速使新品种形成群落

D.现代生物技术可以克服远源杂交不亲和的障碍

创新应用训练

1、1990年对一位缺乏腺昔脱氨酶基因，而患先天性体液兔疫缺陷病的美国女孩进行基

因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺背脱氨

酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗,

患者的免疫功能趋于正常。

(1)在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中

的，此基因工程中的目的基因是，目的基因的受体细胞

是。

(2)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了,

产生这种物质的两个基本步骤是、。

2.(14分)将人的抗病毒干扰基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可使烟草获得抗病毒的能

力，形成转基因产品。试分析回答：

(1)烟草转基因产品的获得属于()

A.基因工程B.细胞工程C.微生物工程D.酶工程

(2)人的基因工程之所以能接到植物体中去，原因是：----------------。

烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生：--------------------o

不同生物间基因移植成功，说明生物共有一套------------，从进化的角度看，这些

生物具有--------------。

烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。

这说明-----------------------------o

该工程应用与、于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成

就,请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例:----------------------o

有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，有如船能载舟也能覆舟，甚至可能带来灾

难性的后果,你是否支持这一观点？如果支持,请你举出一个可能出现的灾难性后果的实例:

3.干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0.05mg干扰素，因而其价格

昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干

扰素，其具体做法是：

（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的，并使之与一种叫质粒的

DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来=

（2）酵母菌能用方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产o

利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。

（3）科学家陈炬在这方向也作出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的

DNA分子上，其物质基础和结构基础是o

（4）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了,由此可见，烟草和

人体合成蛋白质的方式是，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起

源O

4、（05江苏）在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重

组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。

（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种分别切割质粒和目的

基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过而黏合。

（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗

除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的yDNA片段，因此可以

把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占

总数的,原因o

（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基

因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是：

1、4蛋白质工程的崛起

课标要求

1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

2.简述蛋白质工程的原理。

能力要求

.尝试运用逆向思维分析和解决问题。

知识网络体系

管因工程的实质：

蛋白质工程崛起缘由，基因工程原则上只能生产自然界原有的蛋白质

孱白质工程的目的：

”目标

蛋白质工程的基本原国原理：

、过程：

蛋白质工程的进展,和前景

重难热点归纳

1）蛋白质工程与基因工程的区别：

蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按

照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优

良特性的蛋白质分子。蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。基因工程是通过

基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的

天然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步。它可以根据对分子预先设计的.方案，通过对

天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。因此，它的产品已不再

是天然的蛋白质，而是经过改造的、.具有了人类所需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是

通过漫长的进化过程而形成的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快

了进化的过程。.

2）为什么要开展蛋白质工程的研究

蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础

之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展

起来的新兴研究领域其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间

结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实

现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋

白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。

3）蛋白质工程的原理

预期功能一蛋白质三维结构一氨基酸序列（多肽链）一基因一具有预期功能的蛋白质

经典例题剖析

1、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）

A、氨基酸结构B、蛋白质空间结构C、肽链结构D、基因结构

【解析】蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过

基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生

产或或生活需要。因此，归根到底，还是要对基因进行改造。

【答案】D

2、科学家将B干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改

变成丝氨酸，结果大大提高B-干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术

为（）

A、基因工程B、蛋白质工程C、基因突变D、细胞工程

【解析】基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物

体，原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其

与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一

种新的蛋白质，以满足人类的生产或或生活需要。本题中合成的B干扰素不是天然的，因

此，属于蛋白质工程。

【答案】B

基础试题训练

1、蛋白质工程的实质是）

A、改变氨基酸结构B、改造蛋白质结构

C、改变肽链结构D、改造基因结构

2、基因工程的实质是（）

A、基因重组B、基因突变C、产生新的蛋白质D、产生新的基因

3、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是（）

A、光氨酸B、精氨酸C、谷氨酸D、半光氨酸

4、蛋白质工程制造的蛋白质是（）

A、天然蛋白质B、稀有蛋白质

C、自然界中不存在的蛋白质.D、血红蛋白质

5、蛋白质工程的基础是

A、基因工程B、细胞工程

C、酶工程D、发酵工程

6、玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？.（）

A、天冬氨酸激酶B、二氢毗咤二竣合成酶

C、肽酶D、A、B都是

7、天然蛋白质合成遵循的法则是（）

A、中心法则B、转录

C、翻译D、复制

8、关于蛋白质工程的说法错误的是

A、蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要

B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构

C、蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子

D、蛋白质工程又称为第二代基因工程

9、蛋白质工程的基本操作程序正确是()

①蛋白质分子结构合成

②DNA合成

③mRNA合成

④蛋白质的预期功能

⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核甘酸的序列

A、①一②一③一④一⑤一①

B、⑤一④f③f②一①一②

C、④一①一⑤一②一③一①

D、②一③-⑤一①一②一.④

10、下列各项与蛋白质结构多样性无关的是()

A、氨基酸的种类、数目、排列顺序B、构成蛋白质的多肽链的数目

C、构成蛋白质的肽链的空间结构D、氨基酸至少含一个氨基和一个竣基

11、蛋白质工程中直接操作的对象是()

A、氨基酸的结构B、蛋白质空间结构

C、肽链结构D、基因结构

12、当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则

基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是()

A、都与天然产物完全相同

B、都与天然产物不相同

C、基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同

.D、基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同

创新应用训练

1、蛋白质工程的目标是根据对蛋白质的特定需求，对蛋白质

进行分子设计，根据法则便可以改造天然蛋白质，例如：玉米的赖氨酸

含量低，原因是赖氨酸合成过程中的两个关键的酶、

的活性受赖氨酸浓度的影响，如果我们将中.的第352位的苏氨酸变

为

,把•中第104位的天冬酰氨变成

,就可以提高玉米中的赖氨酸含量提高2—5倍。

参考答案

专题一基因工程

科技探索之路：基础理论和技术的发展催生了基因工程

基础试题训练

1、A2、C3、B4、A5、C、D

创新应用训练

1、(1)蛋白质的合成(2)脱氧核昔.酸A—T,G—C；

(3)转录信使RNA氨基酸ATP转运RNA核糖体420转运RNA

2、(l)DNA的复制逆转录

(2)RNA转录RNA的复制3010

（3）逆转录酶

3、【解析】（1）艾滋病是一种病毒性疾病，它的遗传物质是RNA,通过图示及联系噬菌

体侵染细菌的实验可知，进入宿主细胞的是病毒的RNAo（2）由单链的RNA到双链的DNA

的过程为逆转录。（3）由DNA到RNA,RNA与核糖体相结合合成蛋白质的过程分别称为转

录和翻译。（4）艾滋病是一种病毒性疾病，它的致病因素是结构上很相近似的一组病毒，

这组病毒被统称为“人类免疫缺陷病毒（HIV）”。这种病潜伏期较长，感染者发病前没有

明显的征兆，但己经具备了传染性，一旦发病，死亡率极高。目前还没有艾滋病.的预防疫

苗和根治的药物；HIV的变异类型有多种，是目前研制疫苗的主要困难。由于HIV病毒是单

链RNA病毒结构不稳定，使突变频率增高和更具多方向性。（5）艾滋病自1981年被人类

发现，它犹如瘟疫一般在全球肆虐，已夺去一千多万人的生命，至今人类尚无对付艾滋病

的药物，惟一的办法只有预防。为提高人们的警觉，自1988.年起，每年的12月1日被定为

“世界艾滋病日”并且每年都有一个主题。（6）通过大众媒体可知，SARS的病原体是冠状

病毒，其遗传信息的传递也是中心法则。

【答案】（1）RN